Questa pagina è stata tradotta dall'API Cloud Translation.

Novità di WebGPU (Chrome 120)

François Beaufort

Supporto dei valori in virgola mobile a 16 bit in WGSL

In WGSL, il tipo f16 è l'insieme di valori in virgola mobile a 16 bit del formato IEEE-754 binary16 (mezza precisione). Ciò significa che utilizza 16 bit per rappresentare un numero in virgola mobile, anziché 32 bit per la virgola mobile a precisione singola convenzionale (f32). Questa dimensione più piccola può portare a miglioramenti significativi delle prestazioni, soprattutto quando si elaborano grandi quantità di dati.

Per confronto, su un dispositivo Apple M1 Pro, l'implementazione di f16 dei modelli Llama2 7B utilizzati nella demo di chat WebLLM è notevolmente più veloce dell'implementazione di f32, con un miglioramento del 28% della velocità di precompilazione e del 41% della velocità di decodifica, come mostrato negli screenshot seguenti.

Screenshot delle demo di chat WebLLM con i modelli Llama2 7B f32 e f16. — Demo di chat WebLLM con i modelli `f32` (a sinistra) e `f16` (a destra) Llama2 7B.

Non tutte le GPU supportano valori in virgola mobile a 16 bit. Quando la funzionalità "shader-f16" è disponibile in un GPUAdapter, ora puoi richiedere un GPUDevice con questa funzionalità e creare un modulo shader WGSL che sfrutta il tipo di dati in virgola mobile a mezza precisione f16. Questo tipo è valido per l'utilizzo nel modulo shader WGSL solo se abiliti l'estensione WGSL con enable f16;.f16 In caso contrario, createShaderModule() genererà un errore di convalida. Vedi il seguente esempio minimo e il problema dawn:1510.

const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();
if (!adapter.features.has("shader-f16")) {
  throw new Error("16-bit floating-point value support is not available");
}
// Explicitly request 16-bit floating-point value support.
const device = await adapter.requestDevice({
  requiredFeatures: ["shader-f16"],
});

const code = `
  enable f16;

  @compute @workgroup_size(1)
  fn main() {
    const c : vec3h = vec3<f16>(1.0h, 2.0h, 3.0h);
  }
`;

const shaderModule = device.createShaderModule({ code });
// Create a compute pipeline with this shader module
// and run the shader on the GPU...

È possibile supportare i tipi f16 e f32 nel codice del modulo shader WGSL con un alias a seconda del supporto della funzionalità "shader-f16", come mostrato nello snippet seguente.

const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();
const hasShaderF16 = adapter.features.has("shader-f16");

const device = await adapter.requestDevice({
  requiredFeatures: hasShaderF16 ? ["shader-f16"] : [],
});

const header = hasShaderF16
  ? `enable f16;
     alias min16float = f16;`
  : `alias min16float = f32;`;

const code = `
  ${header}

  @compute @workgroup_size(1)
  fn main() {
    const c = vec3<min16float>(1.0, 2.0, 3.0);
  }
`;

Superare i limiti

Il numero massimo di byte necessari per contenere un campione (pixel o subpixel) dei dati di output della pipeline di rendering, in tutti gli allegati di colore, è 32 byte per impostazione predefinita. Ora è possibile richiedere fino a 64 utilizzando il limite maxColorAttachmentBytesPerSample. Vedi l'esempio seguente e issue dawn:2036.

const adapter = await navigator.gpu.requestAdapter();

if (adapter.limits.maxColorAttachmentBytesPerSample < 64) {
  // When the desired limit isn't supported, take action to either fall back to
  // a code path that does not require the higher limit or notify the user that
  // their device does not meet minimum requirements.
}

// Request highest limit of max color attachments bytes per sample.
const device = await adapter.requestDevice({
  requiredLimits: { maxColorAttachmentBytesPerSample: 64 },
});

I limiti di maxInterStageShaderVariables e maxInterStageShaderComponents utilizzati per la comunicazione tra le fasi sono stati aumentati su tutte le piattaforme. Per i dettagli, vedi issue dawn:1448.

Per ogni fase dello shader, il numero massimo di voci di layout del gruppo di binding in un layout della pipeline che sono buffer di archiviazione è 8 per impostazione predefinita. Ora è possibile richiedere fino a 10 utilizzando il limite maxStorageBuffersPerShaderStage. Vedi issue dawn:2159.

È stato aggiunto un nuovo limite maxBindGroupsPlusVertexBuffers. È costituito dal numero massimo di slot di buffer di vertici e gruppi di binding utilizzati contemporaneamente, contando gli slot vuoti sotto l'indice più alto. Il valore predefinito è 24. Vedi issue dawn:1849.

Modifiche allo stato di profondità-stencil

Per migliorare l'esperienza degli sviluppatori, gli attributi depthWriteEnabled e depthCompare dello stato di profondità-stencil non sono più sempre obbligatori: depthWriteEnabled è obbligatorio solo per i formati con profondità e depthCompare non è obbligatorio per i formati con profondità se non viene utilizzato. Vedi issue dawn:2132.

Aggiornamenti delle informazioni sull'adattatore

Gli attributi delle informazioni sull'adattatore type e backend non standard sono ora disponibili quando viene chiamato requestAdapterInfo() se l'utente ha attivato il flag "Funzionalità per sviluppatori WebGPU" all'indirizzo chrome://flags/#enable-webgpu-developer-features. Il valore type può essere "discrete GPU", "integrated GPU", "CPU" o "unknown". backend è "WebGPU", "D3D11", "D3D12", "metal", "vulkan", "openGL", "openGLES" o "null". Vedi issue dawn:2112 e issue dawn:2107.

Screenshot di https://webgpureport.org con informazioni sul backend e sul tipo di adattatore. — Backend e tipo di adattatore mostrati su https://webgpureport.org.

Il parametro di elenco facoltativo unmaskHints in requestAdapterInfo() è stato rimosso. Vedi issue dawn:1427.

Quantizzazione delle query con timestamp

Le query sui timestamp consentono alle applicazioni di misurare il tempo di esecuzione dei comandi della GPU con una precisione al nanosecondo. Tuttavia, la specifica WebGPU rende facoltative le query sui timestamp a causa di problemi relativi agli attacchi di temporizzazione. Il team di Chrome ritiene che la quantizzazione delle query di timestamp rappresenti un buon compromesso tra precisione e sicurezza, riducendo la risoluzione a 100 microsecondi. Vedi problema alba:1800.

In Chrome, gli utenti possono disattivare la quantizzazione dei timestamp attivando il flag "Funzionalità per sviluppatori WebGPU" all'indirizzo chrome://flags/#enable-webgpu-developer-features. Tieni presente che questo flag da solo non attiva la funzionalità "timestamp-query". La sua implementazione è ancora sperimentale e pertanto richiede il flag "Unsafe WebGPU Support" (Supporto WebGPU non sicuro) all'indirizzo chrome://flags/#enable-unsafe-webgpu.

In Dawn è stato aggiunto un nuovo pulsante di attivazione/disattivazione del dispositivo denominato "timestamp_quantization", che è abilitato per impostazione predefinita. Il seguente snippet mostra come consentire la funzionalità sperimentale "timestamp-query" senza quantizzazione del timestamp quando si richiede un dispositivo.

wgpu::DawnTogglesDescriptor deviceTogglesDesc = {};

const char* allowUnsafeApisToggle = "allow_unsafe_apis";
deviceTogglesDesc.enabledToggles = &allowUnsafeApisToggle;
deviceTogglesDesc.enabledToggleCount = 1;

const char* timestampQuantizationToggle = "timestamp_quantization";
deviceTogglesDesc.disabledToggles = &timestampQuantizationToggle;
deviceTogglesDesc.disabledToggleCount = 1;

wgpu::DeviceDescriptor desc = {.nextInChain = &deviceTogglesDesc};

// Request a device with no timestamp quantization.
myAdapter.RequestDevice(&desc, myCallback, myUserData);

Funzionalità per le pulizie di primavera

La funzionalità sperimentale "timestamp-query-inside-passes" è stata rinominata "chromium-experimental-timestamp-query-inside-passes" per indicare chiaramente agli sviluppatori che questa funzionalità è sperimentale e disponibile al momento solo nei browser basati su Chromium. Vedi issue dawn:1193.

La funzionalità sperimentale "pipeline-statistics-query", implementata solo parzialmente, è stata rimossa perché non è più in fase di sviluppo. Vedi issue chromium:1177506.